DE102014105118A1 - Battery cell module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batteriezellenmodul (20, 30, 40), das eine Mehrzahl an Energiespeicherzellen (11), die entlang einer Stapelrichtung nebeneinander angeordnet sind und jeweils einen Zellenkörper (2) und zwei aus dem Zellenkörper (2) tretende elektrische Zellenableiter (3, 13) aufweisen, und eine Platine (8, 19) auf, die mindestens einen der Zellenableiter (3, 13) jeder Energiespeicherzelle (11) elektrisch kontaktiert, indem der kontaktierte Zellenableiter (3, 13) in die Platine (8, 19) hineinragt.The invention relates to a battery cell module (20, 30, 40) which has a plurality of energy storage cells (11) arranged next to one another along a stacking direction and in each case one cell body (2) and two electrical cell conductors (3, 3) emerging from the cell body (2). 13), and a printed circuit board (8, 19) which electrically contacts at least one of the cell conductors (3, 13) of each energy storage cell (11) in that the contacted cell conductor (3, 13) projects into the circuit board (8, 19) ,
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriezellenmodul, das einen Energiespeicher und eine Platine aufweist. Der Energiespeicher weist eine Mehrzahl an Energiespeicherzellen auf, die entlang einer Stapelrichtung nebeneinander angeordnet sind. The present invention relates to a battery cell module having an energy storage and a circuit board. The energy store has a plurality of energy storage cells, which are arranged next to one another along a stacking direction.
Der Energiespeicher ist insbesondere zur Anwendung in einem Hybridantrieb geeignet. Als Hybridantrieb bezeichnet man die Kombination verschiedener Antriebsprinzipien oder verschiedener Energiequellen für eine Antriebsaufgabe innerhalb einer Anwendung. Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, auch Hybridfahrzeuge genannt, weisen beispielsweise eine Verbrennungsmaschine und eine elektrische Maschine auf. The energy store is particularly suitable for use in a hybrid drive. A hybrid drive is the combination of different drive principles or different energy sources for a drive task within an application. Hybrid-powered vehicles, also called hybrid vehicles, include, for example, an internal combustion engine and an electric machine.
Vom Standpunkt des Energiespeichers betrachtet werden elektrische Energie durch eine Batterie und chemische Energie in Form von Kraftstoff gespeichert, letztere Energieform könnte statt der Verbrennungskraftmaschine auch über eine Brennstoffzelle umgesetzt werden, so dass auch Hybridkonzepte mit einer Batterie und einer Brennstoffzelle denkbar sind. From the standpoint of the energy storage considered electrical energy by a battery and chemical energy in the form of fuel stored, the latter form of energy could be implemented instead of the internal combustion engine via a fuel cell, so that hybrid concepts with a battery and a fuel cell are conceivable.
Die elektrische Maschine ist in der Regel als Starter/Generator und/oder elektrischer Antrieb ausgeführt. Als Starter/Generator ersetzt sie den normalerweise vorhandenen Anlasser und die Lichtmaschine. Bei einer Ausführung als elektrischer Antrieb kann ein zusätzliches Drehmoment, d. h. ein Beschleunigungsmoment, zum Vortrieb des Fahrzeugs von der elektrischen Maschine beigetragen werden. Als Generator ermöglicht sie eine Rekuperation von Bremsenergie und Bordnetzversorgung. Weiterhin weisen Hybridfahrzeuge mindestens einen Energiespeicher auf. The electric machine is usually designed as a starter / generator and / or electric drive. As a starter / generator it replaces the normally existing starter and alternator. In an embodiment as an electric drive, an additional torque, d. H. an acceleration torque, to propel the vehicle to be contributed by the electric machine. As a generator, it enables a recuperation of braking energy and onboard power supply. Furthermore, hybrid vehicles have at least one energy store.
Die Energie aus dem Energiespeicher kann zum Starten des Verbrennungsmotors, für die elektrischen Verbraucher im Fahrzeug und für Beschleunigungsvorgänge benutzt werden, wobei der Verbrennungsmotor durch den günstigen Drehmomentverlauf des Elektromotors dadurch besonders effektiv unterstützt wird, dass er in einem lastoptimierten Drehzahlbereich betrieben werden kann und der Elektromotor gerade bei niedrigen Drehzahlen das nötige Drehmoment bereitstellt. The energy from the energy storage can be used to start the engine, for the electrical load in the vehicle and for acceleration processes, the internal combustion engine is particularly effectively supported by the favorable torque curve of the electric motor, that it can be operated in a load-optimized speed range and the electric motor just at low speeds provides the necessary torque.
Der Energiespeicher für Hybridanwendungen kann während des Fahrbetriebs wieder aufgeladen werden. Die hierfür benötigte Energie kommt aus der Umsetzung der chemischen Energie des Kraftstoffs über einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle. The energy storage for hybrid applications can be recharged while driving. The energy required for this comes from the implementation of the chemical energy of the fuel via an internal combustion engine or a fuel cell.
Zusätzlich kann der Energiespeicher durch Energierückgewinnung beim Bremsen wieder aufgeladen werden, indem die Möglichkeit geschaffen wird, die Bremsenergie in elektrische Energie umzuwandeln („regeneratives Bremsen“) und nicht als Verlustwärme an die Umgebung abzugeben. In addition, the energy storage can be recharged by energy recovery during braking by providing the ability to convert the braking energy into electrical energy ("regenerative braking") rather than dissipating heat to the environment.
Diese Energierückgewinnung ist auch als Unterstützung des Bordnetzes denkbar und muss nicht zwangsläufig mit einem Energiespeicher für Hybrid-Anwendungen kombiniert werden. This energy recovery is also conceivable as support for the electrical system and does not necessarily have to be combined with energy storage for hybrid applications.
Durch Streuungen im Herstellungsprozess von Akkumulatoren können keine hinsichtlich ihrer elektrochemischen Eigenschaften absolut homogenen Energiespeicherzellen wie beispielsweise Lithium-Batteriezellen hergestellt werden. Aus diesem Grund ist besondere Sorgfalt auf den Lade- und Entladevorgang von Energiespeichern wie beispielsweise Lithium-Ionen-Akkumulatoren zu legen. Scattering in the production process of accumulators makes it impossible to produce energy storage cells which are absolutely homogeneous with respect to their electrochemical properties, for example lithium battery cells. For this reason special care should be taken when charging and discharging energy storage devices such as lithium-ion batteries.
Eine besonders große Energieausbeute aus Batterien ist erzielbar, wenn alle Energiespeicherzellen in einem Batterieverbund den gleichen Ladungszustand aufweisen. Der Ladezustand der einzelnen Energiespeicherzelle wird dabei mit SOC (State of Charge) bezeichnet und in Prozent angegeben. Bei einem Ungleichgewicht der Energiespeicherzellen in einem Akkumulator besteht dadurch die Möglichkeit, dass, bei der Ladung, eine einzelne Energiespeicherzelle überladen wird, während eine weitere noch nicht die volle Ladung aufweist. Beide Zustände wirken der Maßgabe nach maximaler Nutzenergie auf Dauer entgegen. A particularly high energy yield from batteries can be achieved if all energy storage cells in a battery combination have the same state of charge. The state of charge of the individual energy storage cell is denoted by SOC (State of Charge) and given in percent. In the case of an imbalance of the energy storage cells in an accumulator, there is the possibility that, during the charge, a single energy storage cell is overloaded, while another does not yet have the full charge. Both states counteract the requirement for maximum useful energy in the long term.
Insbesondere die Überladung bei Lithium-Batterien ist mit besonderen Gefahren verbunden. Im Extremfall kann dies zur Entflammung des Akkumulators führen. In particular, the overcharging of lithium batteries is associated with special risks. In extreme cases, this can lead to the ignition of the accumulator.
Eine gleichmäßige Ladung der Energiespeicherzellen ist eine wichtige Grundlage insbesondere für den Einsatz in Elektroautomobilen. Dafür kommen im Fachjargon als Load-Balancing bezeichnete Verfahren zum Einsatz. Load-Balancing dient somit dem Spannungsausgleich bei Unregelmäßigkeiten im Energiespeicher. Grundlage für das Load-Balancing und die generelle Überwachung der Energiespeicherzellen vor Tiefentladungen und Überladungen ist die Spannungsmessung, die über eine Platine elektronisch ausgeführt wird und dann durch diese ebenfalls bewertet wird. Weiterhin ist es wichtig, dass die Energiespeicherzellen nicht überhitzen oder unterkühlen. Daher muss die Temperatur der Energiespeicherzellen regelmäßig überprüft werden. Sowohl bei der Spannungsmessung als auch bei der Temperaturmessung ist es essenziell, eine Methode zu finden, die einen möglichst geringen baulichen Aufwand erfordert. A uniform charge of the energy storage cells is an important basis, especially for use in electric cars. For this purpose, in professional jargon called load-balancing methods are used. Load balancing thus serves to equalize the voltage in case of irregularities in the energy storage. The basis for the load balancing and the general monitoring of the energy storage cells against deep discharges and overcharges is the voltage measurement, which is carried out electronically via a printed circuit board and then evaluated by the same. Furthermore, it is important that the energy storage cells do not overheat or undercool. Therefore, the temperature of the energy storage cells must be checked regularly. In both voltage measurement and temperature measurement, it is essential to find a method that requires the least possible construction effort.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Batteriezellenmodul zur Verfügung zu stellen, das eine einfache und kostengünstige Anbindung der Platine an den Energiespeicher aufweist. Gleichzeitig sollte die Anbindung mechanisch stabil sein. The object of the present invention is to provide a battery cell module which has a simple and inexpensive connection of the board to the energy storage. At the same time, the connection should be mechanically stable.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Batteriezellenmodul mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. The object is achieved by a battery cell module with the features of
Das Batteriezellenmodul weist einen Energiespeicher mit einer Mehrzahl an Energiespeicherzellen, die entlang einer Stapelrichtung nebeneinander angeordnet sind und jeweils einen Zellenkörper und zwei aus dem Zellenkörper tretende elektrische Zellenableiter aufweisen, und eine Platine auf. Die Platine ist mit mindestens einem der Zellenableiter jeder Energiespeicherzelle elektrisch kontaktiert, indem der kontaktierte Zellenableiter in die Platine hineinragt. The battery cell module has an energy store with a plurality of energy storage cells, which are arranged next to one another along a stacking direction and each have a cell body and two electrical cell conductors emerging from the cell body, and a circuit board. The board is electrically contacted with at least one of the cell conductors of each energy storage cell, in that the contacted cell conductor protrudes into the board.
Das Batteriezellenmodul ist daher derart aufgebaut, dass die Platine mit mindestens einem der Zellenableiter der Energiespeicherzellen direkt verbunden ist. Dadurch erfolgt einerseits eine direkte elektrische Kontaktierung zwischen der Platine und den Energiespeicherzellen und andererseits ist die mechanische Stabilität des Batteriezellenmoduls relativ hoch. Zudem werden keine zusätzlichen Verbindungselemente beispielsweise in Form von Kabeln zwischen den Energiespeicherzellen und der Platine benötigt, wodurch Gewicht, Kosten und Störungsanfälligkeit des Batteriezellenmoduls verringert werden. Weiterhin ermöglicht dieser Aufbau des Batteriezellenmoduls ein automatisches Load-Balancing der Energiespeicherzellen, wenn die Platine entsprechend eingerichtet ist. The battery cell module is therefore constructed in such a way that the circuit board is directly connected to at least one of the cell conductors of the energy storage cells. As a result, on the one hand a direct electrical contact between the board and the energy storage cells and on the other hand, the mechanical stability of the battery cell module is relatively high. In addition, no additional connecting elements, for example in the form of cables between the energy storage cells and the board are needed, whereby weight, cost and susceptibility to failure of the battery cell module can be reduced. Furthermore, this structure of the battery cell module allows automatic load balancing of the energy storage cells when the board is set up accordingly.
Als Energiespeicherzellen lassen sich beispielsweise Bleibatterien, Doppelschichtkondensatoren, Nickel-Metallhydrid, Nickel-Zink-, Lithium-Luft-, Zink-Luft- oder Lithium-Ionen-Zellen einsetzen. Dabei ist der Aufbau der Energiespeicherzelle unerheblich. Obwohl es sehr verschiedene Bauformen gibt, lässt sich ein erfindungsgemäßer Energiespeicher mit jedwedem Energiespeicherzellentyp realisieren. Lead-acid batteries, double-layer capacitors, nickel-metal hydride, nickel-zinc, lithium-air, zinc-air or lithium-ion cells can be used, for example, as energy storage cells. In this case, the structure of the energy storage cell is irrelevant. Although there are very different designs, an inventive energy storage can be realized with any type of energy storage cell.
Die Energiespeicherzellen können unterschiedlich aufgebaut sein. Sehr oft werden Kunststoffgehäuse oder auch zur besseren Wärmeabführung gasdichte Metallgehäuse (z. B. in zylindrischen oder prismatischen Ausführungen) verwendet. Eine spezielle Möglichkeit der Ausführung bei Lithium-Ionen-Zellen besteht in Form eines so genannten Softpacks. Dieser Softpack weist eine Batteriezelle auf, die aus einer bestimmten Anzahl übereinander liegender positiver und negativer Elektroden aufgebaut ist, die durch einen Separator getrennt sind. Die Energiespeicherzelle ist in einer Aluminiumverbundfolie gehäust. Der Softpack wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Energiespeicherzelle eingesetzt. The energy storage cells can be structured differently. Very often, plastic housings or gas-tight metal housings (eg in cylindrical or prismatic versions) are used for better heat dissipation. A special possibility of implementation in lithium-ion cells is in the form of a so-called soft pack. This soft pack has a battery cell, which is made up of a certain number of positive and negative electrodes lying one above the other, which are separated by a separator. The energy storage cell is housed in an aluminum composite foil. The soft pack is used in a preferred embodiment of the invention as an energy storage cell.
Die zwei Zellenableiter stellen äußere Ableitelemente der Energiespeicherzellen dar. Die zwei Zellenableiter erstrecken sich vorzugsweise in eine Erstreckungsrichtung der Energiespeicherzelle über den Zellenkörper hinaus, sodass sie zwei Vorsprünge darstellen. Sie bilden den + bzw. –Pol der Energiespeicherzelle. Entweder der +Pol, der –Pol oder beide Zellenableiter können ausgebildet sein, die Platine elektrisch zu kontaktieren und in sie hinein zu ragen. In einer bevorzugten Ausführungsform kontaktieren sowohl der +Pol als auch der –Pol die Platine elektrisch und ragen in sie hinein. Die direkte Anbindung der Zellenableiter an die Platine ermöglicht einen Abgriff am Batteriepol, ohne dass etwaige zusätzliche Verbindungsteile beispielsweise in Form von Kabeln oder anderen elektrischen Leitern notwendig sind. The two cell conductors represent outer dissipation elements of the energy storage cells. The two cell conductors preferably extend beyond the cell body in an extension direction of the energy storage cell, so that they represent two projections. They form the + or -Pol of the energy storage cell. Either the + pole, the pole, or both cell arresters may be configured to electrically contact and protrude into the board. In a preferred embodiment, both the + pole and the pole contact the board electrically and protrude into it. The direct connection of the cell arrester to the board allows a tap on the battery, without any additional connecting parts, for example in the form of cables or other electrical conductors are necessary.
Die Zellenableiter ragen in die Platine hinein und kontaktieren diese elektronisch und mechanisch durch eine zusammengesteckte Anbindung, die zusätzlich beispielsweise durch Verlöten unterstützt werden kann. Beispielsweise kann die Platine Aussparungen wie Vertiefungen, Löcher, Bohrungen oder Öffnungen aufweisen, in die die Zellenableiter hineinragen und zur Anbindung gesteckt sind. Die Platine ist bevorzugt im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu den Zellenableitern angeordnet und derart dimensioniert, dass sie sich entlang der Stapelrichtung der Energiespeicherzellen erstreckt, um jede Energiespeicherzelle direkt zu kontaktieren. The cell arresters protrude into the board and contact them electronically and mechanically by means of a mated connection, which can additionally be supported, for example, by soldering. For example, the board may have recesses such as depressions, holes, holes or openings into which the cell conductors protrude and are plugged for connection. The board is preferably arranged substantially perpendicular or perpendicular to the cell conductors and dimensioned such that it extends along the stacking direction of the energy storage cells in order to contact each energy storage cell directly.
Die Platine und die Zellenableiter sind ausgebildet, eine direkte Anbindung aufzuweisen. Dadurch kann beispielsweise eine automatische Spannungsabfrage oder Temperaturabfrage im Rahmen des durchgeführten Load-Balancing erfolgen. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, mindestens einen der Zellenableiter der Energiespeicherzellen derart auszuprägen, dass eine einfache Anbindung an die Platine erfolgen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der ein Zellenableiter, der die Platine kontaktiert, einen Anschlussstift auf, der die Platine elektrisch kontaktiert und in die Platine hineinragt. Vorzugsweise sind der Zellenableiter und der Anschlussstift einstückig ausgebildet. Dadurch wird die mechanische Stabilität erhöht. The board and the cell conductors are designed to have a direct connection. As a result, for example, an automatic voltage query or temperature query in the context of the performed load balancing done. For this purpose, it is particularly advantageous to emboss at least one of the cell conductors of the energy storage cells in such a way that a simple connection to the circuit board can take place. In a preferred embodiment, the cell arrester which contacts the circuit board has a connection pin which electrically contacts the circuit board and projects into the circuit board. Preferably, the cell conductor and the connecting pin are integrally formed. This increases the mechanical stability.
Vorzugsweise ist die Platine plattenförmig ausgebildet und weist Aussparungen auf, in die sich die Anschlussstifte erstrecken. Bevorzugt erstreckt sich die Platine in die Stapelrichtung der Energiespeicherzellen und kontaktiert mindestens einen Zellenableiter jeder Energiespeicherzelle. Die Aussparung kann eine Ausnehmung, eine Vertiefung, ein Loch, eine Bohrung oder eine Öffnung sein, in die die Zellenableiter hineinragen und optional hindurchgeführt sind. Preferably, the board is plate-shaped and has recesses into which the pins extend. Preferably, the circuit board extends in the stacking direction of the energy storage cells and contacts at least one cell conductor of each energy storage cell. The recess may be a recess, a depression, a hole, a bore or an opening into which the cell conductors protrude and optionally pass.
Vorzugsweise ist die Ausnehmung der Platine derart ausgebildet, dass der Anschlussstift durch die Platine hindurch ragt. D.h., der Anschlussstift erstreckt sich in seiner Erstreckungsrichtung von dem Zellenableiter durch die Platine und über die Platine hinaus. Dies ermöglicht die Anbringung einer Kappe, die auf den Anschlussstift umhüllend angeordnet ist und mit der Platine verlötet wird. Die Anordnung dieser Kappe in dem Energiespeicher erhöht die mechanische Stabilität des Energiespeichers noch mehr. Preferably, the recess of the board is formed such that the pin by the board protrudes. That is, the pin extends in the direction of extension of the cell conductor through the board and beyond the board. This allows the attachment of a cap, which is arranged enveloping the pin and soldered to the board. The arrangement of this cap in the energy storage increases the mechanical stability of the energy storage even more.
Die Aussparung weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des Anschlussstifts. Dadurch ist der Anschlussstift nicht fest in der Aussparung verankert sondern weist eine durch die ausgewählten Durchmesser vorbestimmte Bewegungsfreiheit auf, was die mechanische Stabilität insbesondere im Falle von Schüttelbewegungen und Vibrationen erhöht, die beispielsweise beim Betrieb eines Hybridfahrzeugs auftreten können. The recess preferably has a diameter which is greater than the diameter of the connecting pin. As a result, the pin is not firmly anchored in the recess but has a predetermined by the selected diameter freedom of movement, which increases the mechanical stability, especially in the case of shaking and vibration, which may occur, for example, when operating a hybrid vehicle.
Die Zellenableiter weisen bevorzugt mindestens einen Schlitz zur Aufnahme von zumindest einem Teil der Platine auf. Die Platine weist in diesem Fall bevorzugt zu jedem Schlitz jeweils einen komplementär ausgebildet Bereich auf, der in dem jeweiligen Schlitz verankert werden kann. Dadurch wird die Anbindung der Platine und des jeweiligen Zellenableiters unterstützt. Bevorzugt sind die Platine und der jeweilige Zellenableiter im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zueinander angeordnet. Der Schlitz ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er senkrecht zu der Platine ausgebildet ist und mindestens einen Vorsprung der Platine aufnehmen kann. The cell conductors preferably have at least one slot for receiving at least part of the board. In this case, the board preferably has, for each slot, a complementarily formed area which can be anchored in the respective slot. This supports the connection of the board and the respective cell arrester. The circuit board and the respective cell conductor are preferably arranged substantially perpendicular or perpendicular to one another. The slot is preferably formed such that it is formed perpendicular to the board and can accommodate at least one projection of the board.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Bereich der Zellenableiter derart ausgebildet, dass zumindest ein Teil der Platine auf ihm aufliegt. Ein derartig ausgebildeter Zellenableiter kann die Platine stützen, wodurch die mechanische Stabilität des Batteriezellenmoduls weiter erhöht wird. Je nach Ausführung der Energiespeicherzelle kann der Zellenableiter derartig gebogen oder anderweitig ausgebildet sein, dass er den Halt der Platine unterstützt. Wenn der Zellenableiter und die Platine im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zueinander angeordnet sind und der Zellenableiter den vorstehend beschriebenen Schlitz aufweist, kann beispielsweise ein an dem Schlitz angrenzender Bereich gebogen sein, um als Tragefläche für die Platine dienen, auf dem die Platine zumindest abschnittweise aufliegt. In a preferred embodiment, at least a portion of the cell conductors is formed such that at least a portion of the board rests on it. Such a trained cell arrester can support the board, whereby the mechanical stability of the battery cell module is further increased. Depending on the design of the energy storage cell, the cell outgoing conductor may be bent or otherwise formed in such a way that it supports the support of the circuit board. If the cell conductor and the circuit board are arranged essentially vertically or perpendicular to one another and the cell conductor has the slot described above, an area adjoining the slot, for example, can be bent in order to serve as a support surface for the circuit board on which the circuit board rests at least in sections.
Vorzugsweise ist der mindestens eine die Platine elektrisch kontaktierende und in sie hineinragende Zellenableiter jeder Energiespeicherzelle mit der Platine verlötet. Dies dient zur Erhöhung der mechanischen Stabilität des Batteriezellenmoduls. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlussstift mit der Platine verlötet. Preferably, the at least one of the board electrically contacting and projecting into her cell arrester each energy storage cell is soldered to the board. This serves to increase the mechanical stability of the battery cell module. In a particularly preferred embodiment, the pin is soldered to the board.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Platine mittels der auf ihr befindlichen elektronischen Bauelemente derart eingerichtet, eine Spannungsmessung und -bewertung durchzuführen. Insbesondere ist die Platine eingerichtet, ein Load-Balancing durchzuführen. Vorzugsweise ist die Platine eingerichtet, die Spannungsmessung und -bewertung automatisch auszuführen. Zusätzlich oder alternativ ist die Platine eingerichtet, eine Temperaturmessung durchzuführen. Der Abgriff erfolgt in beiden Fällen über mindestens einen Zellenableiter, ohne dass zusätzliche Verbindungsteile notwendig werden. Das Batteriezellenmodul ist daher in der Lage, Parameter der einzelnen Energiespeicherzellen des Energiespeichers zu messen und zu bewerten. In a preferred embodiment, the board is set up by means of the electronic components located thereon in such a way to perform a voltage measurement and evaluation. In particular, the board is set up to perform load balancing. Preferably, the board is arranged to automatically perform the voltage measurement and evaluation. Additionally or alternatively, the board is arranged to perform a temperature measurement. The tap is done in both cases via at least one cell arrester, without additional connecting parts are necessary. The battery cell module is therefore able to measure and evaluate parameters of the individual energy storage cells of the energy store.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Energiespeicherzellen scheibenförmig ausgebildet sind. Beispielsweise ist die Energiespeicherzelle aus einer bestimmten Anzahl übereinander liegender positiver und negativer scheibenförmiger Elektroden aufgebaut, die durch einen scheibenförmigen Separator getrennt sind. Die Energiespeicherzelle ist vorzugsweise in einer Aluminiumverbundfolie gehäust. Durch die scheibenförmige Ausbildung der Energiespeicherzellen können sie platzsparend gestapelt werden und die Platine kann dementsprechend in die Stapelrichtung der Energiespeicherzellen platzsparend dimensioniert sein, was Material spart. In a preferred embodiment, the energy storage cells are disc-shaped. For example, the energy storage cell is composed of a certain number of superimposed positive and negative disc-shaped electrodes, which are separated by a disc-shaped separator. The energy storage cell is preferably housed in an aluminum composite foil. Due to the disc-shaped design of the energy storage cells, they can be stacked to save space and the board can be dimensioned accordingly space-saving in the stacking direction of the energy storage cells, which saves material.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Batteriezellenmodul weiterhin ein Gehäuse auf. Das Gehäuse ist ausgebildet, die Mehrzahl Energiespeicherzellen aufzunehmen. Weiterhin weist das Gehäuse Öffnungen auf, so dass sich die Zellenableiter und/oder und Anschlussstifte aus dem Gehäuse zumindest teilweise heraus erstrecken. Vorzugsweise weist das Gehäuse weiterhin mehrere Löcher, Bohrungen oder dergleichen und/oder Steckelemente wie Schrauben auf, um eine Befestigung an der Platine zu ermöglichen, die dann zur Befestigung mit dem Gehäuse entsprechend komplementär ausgebildet ist. In a preferred embodiment, the battery cell module further comprises a housing. The housing is designed to receive the plurality of energy storage cells. Furthermore, the housing has openings, so that the cell outlets and / or terminal pins extend out of the housing at least partially. Preferably, the housing further comprises a plurality of holes, holes or the like and / or plug-in elements such as screws to allow attachment to the board, which is then formed correspondingly complementary for attachment to the housing.
Zur Herstellung des Batteriezellenmoduls wird zuerst eine Mehrzahl an Energiespeicherzellen hergestellt. Dabei kann der Zellenableiter mit oder ohne Anschlussstift entweder als speziell ausgeformter Zellenableiter bei der Montage der Energiespeicherzelle ausgeprägt sein oder bei der Energiespeicherzellenmontage angebracht werden. Alternativ kann der Zellenableiter mit oder ohne Anschlussstift nach der Energiespeicherzellenmontage gestanzt oder geschweißt werden. Nach Fertigstellung der Mehrzahl der Energiespeicherzellen werden diese in eine Stapelrichtung nebeneinander gestapelt. Wenn gewünscht können sie dabei in einem Gehäuse untergebracht werden. Anschließend wird die Platine an mindestens einen Zellenableiter jeder Energiespeicherzelle angebunden, wobei eine elektrische Kontaktierung erzeugt wird und die Platine derart angeordnet wird, dass der mindestens eine Zellenableiter und/oder Anschlussstift in sie hineinragt. Optional kann der mindestens eine Zellenableiter und/oder Anschlussstift mit der Platine verlötet werden. Wenn der mindestens eine Zellenableiter einen Anschlussstift aufweist, der durch die Platine hindurch ragt, kann der Anschlussstift mit einer Kappe versehen werden und mit ihr optional verlötet werden. Wenn die Energiespeicherzellen in einem Gehäuse gestapelt angeordnet sind, können die Platine und das Gehäuse, wenn sie dementsprechend ausgebildet sind, beispielsweise durch Verschraubung miteinander verbunden werden. To produce the battery cell module, a plurality of energy storage cells is first produced. In this case, the cell conductor can be pronounced with or without pin either as a specially shaped cell arrester during assembly of the energy storage cell or mounted in the energy storage cell assembly. Alternatively, the cell conductor can be punched or welded with or without pin after the energy storage cell assembly. After completion of the majority of the energy storage cells, these are stacked next to one another in a stacking direction. If desired, they can be housed in a housing. Subsequently, the board is connected to at least one cell conductor of each energy storage cell, wherein a electrical contact is generated and the board is arranged such that the at least one cell conductor and / or pin protrudes into it. Optionally, the at least one cell conductor and / or pin can be soldered to the board. If the at least one cell conductor has a terminal pin which projects through the board, the terminal pin can be capped and optionally soldered to it. If the energy storage cells are arranged stacked in a housing, the board and the housing, if they are formed accordingly, for example, be connected by screwing together.
Der vorstehend beschriebene Energiespeicher findet insbesondere in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug Verwendung. The energy store described above is used in particular in a hybrid or electric vehicle.
Weitere Aspekte der Erfindung werden anhand von Figuren erläutert: Further aspects of the invention will be explained with reference to figures:
Es zeigen: Show it:
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Energiespeicherzelle Energy storage cell
- 2 2
- Zellenkörper cell body
- 3 3
- Zellenableiter Zellenableiter
- 4 4
- Anschlussstift pin
- 5 5
- Siegelbereich seal area
- 6 6
- Zellenrand cell border
- 7 7
- Schlitz slot
- 8 8th
- Platine circuit board
- 9 9
- elektronische Bauelemente Electronic Components
- 10 10
- Kappe cap
- 12 12
- Öffnung opening
- 11 11
- Energiespeicherzelle Energy storage cell
- 13 13
- Zellenableiter Zellenableiter
- 14 14
- Vertiefung deepening
- 15 15
- Öffnung opening
- 16 16
- Schraube screw
- 17 17
- Gehäuse casing
- 18 18
- Öffnung opening
- 19 19
- Platine circuit board
- 20 20
- Batteriezellenmodul Battery cell module
- 21 21
- Energiespeicherzelle Energy storage cell
- 22 22
- Energiespeicher energy storage
- 29 29
- elektrische Anschlusselemente electrical connection elements
- 30 30
- Batteriezellenmodul Battery cell module
- 40 40
- Batteriezellenmodul Battery cell module
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